中空玻璃质量状况
2007-02-07
作者：admin
来源：搜灯网
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摘要： 空玻璃是一种节能、隔音的环保型产品,在建筑上得到了越来越广泛的应用。世界范围的能源紧张状况日趋严重,在世界都普遍重视节能、环保的今天,各国纷纷实施各项节能政策,建筑节能作为整体节能的重要组成部分,已成为世界性的大趋势,也已成为我国可持续发展战略的一部分,并越来越受到各级政府的重视
中空玻璃是一种节能、隔音的环保型产品,在建筑上得到了越来越广泛的应用。世界范围的能源紧张状况日趋严重,在世界都普遍重视节能、环保的今天,各国纷纷实施各项节能政策,建筑节能作为整体节能的重要组成部分,已成为世界性的大趋势,也已成为我国可持续发展战略的一部分,并越来越受到各级政府的重视。改善门窗的绝热性能是建筑节能工作的重点,门窗选用中空玻璃会大大提高整个建筑物的节能水平,同时提供给人们更加舒适和温馨的居住环境,在欧美等发达国家,中空玻璃的使用率已达到90%以上。
我国政府对建筑节能工作非常重视,相继出台了一系列法律法规,以便加强民用建筑节能管理,提高能源利用率。国内一些经济发达的城市和地区,如北京、上海、武汉、威海等地方政府相继下文强制或推荐使用中空玻璃产品。2003年我国已开始在冬季采暖地区实行热表收费的试点。这些规定、法规的出台,极大地促进了我国中空玻璃的生产和使用。
我国的中空玻璃生产始于20世纪60年代。经过40年的发展,特别是近十几年来,我国的中空玻璃生产技术水平和产品质量都有了大幅提高。中空玻璃的应用越来越广泛,其需求量成倍增长。据不完全统计,2003年我国中空玻璃产量已达3000万平方米左右。
就产品质量而言,我国中空玻璃质量水平有明显提高,Low-E中空玻璃、充气中空玻璃生产使用越来越广泛,有很多大中型企业通过引进先进的设备,建立完善的管理制度,严格的产品质量控制,其产品质量已达到国际先进水平,完全能够和国外进口的中空玻璃相媲美。
虽然近年来,我国中空玻璃行业发展迅速,但是还存在以下几方面的问题:第一,企业众多,企业规模相对较小,产品质量还不够稳定。我国目前有中空玻璃生产企业近千家,但80%以上是规模较小的企业。由于中空玻璃生产工艺相对简单,生产投资相对较少,以及市场需求的不断增加等因素,致使对中空玻璃不甚了解的企业也在制作中空玻璃。企业在技术水平、装备水平、管理水平等方面存在着极大的差异,既有从国外引进的世界先进的生产线,也存在几乎没有什么生产设备的手工作坊;既有通过质量认证的具备先进管理方式的现代企业,也有不熟悉标准、没有什么质量控制手段的小企业,这就导致了中空玻璃市场的无序竞争。在产品质量上良莠不齐,劣质中空玻璃充斥市场的现象仍然比较严重。
第二,由于市场竞争激烈、产品价格不断降低等原因,致使企业在中空玻璃原材料的选择上,对质量要求不严,片面追求企业利润最大化。原材料质量的好坏,对中空玻璃的寿命有直接的影响。原片玻璃质量差,在中空玻璃的生产和使用中容易炸裂,外观效果也不好。如果密封胶的水气透过率高,粘接强度不够,中空玻璃很容易失效,达不到它应有的隔热隔音效果。干燥剂是否有足够的吸附能力,能不能吸收不断通过密封胶渗透进来的水气,能否保持中空玻璃内部是干燥气体等等,都决定了中空玻璃的产品质量和使用寿命。
第三,在中空玻璃的配置上,总体配置水平远远低于国际水平。我国生产的中空玻璃以“浮法玻璃+间隔条(6mm、9mm为主)+浮法玻璃”为主,其传热系数U值一般在2.9W/m2K左右,而北美和欧洲一般标准配置为“低辐射镀膜玻璃Low-E+间隔条(12mm、充氩气)+浮法玻璃”,其传热系数U值可降低到1.8W/m2K以下,使用暖边间隔条会使U值降得更低。
中空玻璃质量问题分析
中空玻璃的节能效果和使用寿命依赖于产品质量。中空玻璃的节能性能,是通过构造中空玻璃的空间结构实现的,其中干燥的不对流的空气层,可阻断热传导的通道,从而有效降低传热系数,以达到节能的目的。
国家中空玻璃标准中,对中空玻璃的性能有技术指标要求:即露点、密封性能,耐紫外线辐照性能,气候循环耐久性能,高温高湿耐久性能。从市场反馈的信息和对中空玻璃样品的检测,我们发现中空玻璃质量主要存在以下几方面问题:
1.露点达不到标准要求
露点是当玻璃表面降低到某一温度时,中空玻璃内部气体开始在内表面结露或结霜时的温度,这是用来评价中空玻璃间隔层内气体干燥程度的指标。露点越低中空玻璃内部越干燥,其节能性能越好。
一般中空玻璃生产企业,生产操作都是在自然环境中进行,不对生产环境的温湿度进行控制,如果干燥剂裸露在空气中时间过长,干燥剂的吸附能力会降低,甚至会完全失去干燥能力,失效的干燥剂,会使密封于中空玻璃内的气体,无法达到其应有的干燥程度,露点就很难达到标准要求。复合胶条式中空玻璃,由于干燥剂是混合在复合胶条之中,其吸湿速度较慢,如果用这种工艺生产中空玻璃,生产环境更应加以控制。
2.中空玻璃的耐紫外线辐照性能有待提高
耐紫外线辐照性能是中空玻璃标准中考核密封胶的耐老化能力的一项指标。标准规定,经过168小时紫外线照射后,中空玻璃内表面不得有结雾或有污染的痕迹,密封胶无明显变形和错位。在委托检验的样品中,该项指标达不到标准要求的是很常见的,这主要是由于密封胶,尤其是丁基胶中含有挥发性的溶剂而干燥剂又没有吸附这些溶剂的能力造成的。如果建筑物上使用了这样的中空玻璃,由于长时间的阳光照射,密封胶中的挥发性溶剂逐渐挥发出来,会在玻璃内表面形成一层防碍透视的油膜,影响使用效果。另外,密封胶经紫外线照射后也经常有变形和错位现象。
3.中空玻璃的耐久性能差、使用寿命短
国外中空玻璃的使用寿命一般都可以达到20年以上,而我国一些中空玻璃企业生产的产品只能保证5年的使用寿命。
中空玻璃的失效主要表现为:
(1)露点升高、内部结雾甚至凝水。
中空玻璃在使用过程中露点升高,在样品检测中表现为两项耐久性能达不到标准要求,主要是由于密封胶质量差、干燥剂的有效吸附能力低、生产工艺控制不严造成的。
中空玻璃系统的密封和结构的稳定是靠中空玻璃密封胶来实现的。在双道槽铝式中空玻璃系统中,用第一道密封胶防止水气的进犯,用第二道密封胶保持结构的稳定。国内密封胶市场的竞争十分激烈,有些聚硫胶生产企业一再降低原胶含量来减少成本,致使低质价低的密封胶大量充斥市场,这种胶与玻璃的粘接强度不够,水气透过率高,用它生产的中空玻璃的寿命就可想而知了。
中空玻璃使用干燥剂的目的:一是吸附中空玻璃生产时密封于间隔层内的水分及挥发性有机溶剂;二是在中空玻璃使用过程中,不断吸附通过密封胶进入间隔层内的水分,以保持中空玻璃内气体的干燥。干燥剂的有效吸附能力指的是干燥剂被密封于间隔层之后,所具有的吸附能力。它受分子筛的性能、空气湿度、装填量以及在空气中放置的时间等因素的影响,它的高低在很大程度上影响着中空玻璃的密封寿命。
(2)中空玻璃炸裂
导致中空玻璃炸裂的原因既有生产、选材方面的,也有安装方面的。选用干燥剂的型号不当,使中空玻璃密封后,间隔层气体产生负压,造成玻璃挠曲变形,加之环境的影响,当这种变形产生的应力超过了玻璃能够承受的最大应力时,中空玻璃的炸裂也就发生了。
使用吸热玻璃和镀膜玻璃制作中空玻璃,在太阳光的照射下,在玻璃的不同位置存在较大温差,产生热应力,也可能引起玻璃的破坏。
中空玻璃密封胶较硬,弹性不好,会制约玻璃因环境温度变化而产生的变形,使中空玻璃边部应力增大,而有些低质量的密封胶挥发成分较多,在打胶固化时,胶体收缩过大,尤其会增加首冬炸裂的可能。
中空玻璃产品品质控制
选择优质原材料,采用先进工艺技术,提高中空玻璃产品质量
1.原材料选择
(1)密封胶
在传统槽铝式中空玻璃系统中,一般大家采用丁基胶作第一道密封,它的作用是控制外界水气进入中空玻璃密封空间。这就要求丁基胶应具备:良好的粘结性、较高的耐水气渗透性、良好的耐气候性、抗老化性和耐久性。
第二道密封胶是将组成中空玻璃的各个元件有效地粘结成一个整体。它必须具备以下性能:一是较强的粘结性能和机械性能,通过保持一定的强度,避免由于中空玻璃的动静荷载作用产生过量的位移,使第一道密封胶能够完成阻隔水气的功能。二是良好的弹性,当因动荷载引起变形后,应能够恢复初始状态。因为,在中空玻璃使用过程中,由于受到温度变化的影响,中空玻璃内的气体总在不断地收缩或膨胀,这将会造成中空玻璃的过早失效或炸裂。还应具有较强的耐气候性和耐老化性。
(2)干燥剂
正确选择合适的干燥剂,可以提高中空玻璃的密封寿命,减轻中空玻璃的挠曲变形,减少中空玻璃的炸裂现象的发生。干燥剂的选择要根据其吸附性能来决定,主要考虑其对水、空气、溶剂的吸附能力。热融丁基胶、聚安酯、硅酮胶以及丁基胶,即使在天气非常恶劣的情况下,也不会向空气层内释放有机溶剂。在这种情况下,3A干燥剂是最好的选择。某些聚硫胶单道密封系统及聚硫胶、丁基胶的双道密封系统,可能向空气层内释放有机溶剂,所以建议使用3A与13X(或二氧化硅)的混合物。
(3)间隔条
间隔条的作用是将中空玻璃的两片玻璃隔开,形成间隔层,使中空玻璃形成均匀腔体。在间隔条内部存放干燥剂,用于干燥和吸附间隔层内水分和化学挥发气体,它形成一个固体的防水气渗透屏障,从而提高中空玻璃单元的整体性和耐久性。连续弯管的工艺要比四边插角的间隔条制作的中空玻璃寿命长。
2.密封方式
单道密封可按使用胶的不同分为:热融丁基胶、聚硫胶、硅酮胶、聚氨脂胶和丁基胶的单道密封。
双道密封又可按使用胶的不同分为:丁基胶+聚硫胶、丁基胶+聚氨脂胶、丁基胶+硅酮胶的双道密封等等。
下表是国外权威机构对不同密封结构的密封寿命进行P1检测的结果:
由此可见,双道密封的寿命远远大于单道密封的寿命。因此建议在中空玻璃的制作过程中,应优先采用双道密封工艺。
采用高配置结构,提高中空玻璃使用性能
中空玻璃的配置直接影响中空玻璃的节能效果。主要配置要素为:玻璃、间隔层内的气体、间隔条。为了提高中空玻璃的使用性能,主要应采取以下措施:
1.使用低辐射(Low-E)玻璃
Low-E玻璃对远红外线具有双向反射作用,既可以阻止外部的热辐射进入室内,又可以将室内物体产生的热量反射回来,从而降低玻璃的热辐射通过量,它可以将通过普通透明玻璃所传递热量的40%～70%反射掉,同时,允许可见光通过,不影响视觉效果,是一种具有优异节能功能的玻璃材料。用Low-E玻璃制作的中空玻璃,可使中空玻璃的节能效果提高30%以上。在欧洲和北美市场,现如今已大量生产和使用低辐射(Low-E)中空玻璃。
2.充入惰性气体
国外普遍使用氩气等惰性气体充入中空玻璃腔体,来生产节能效果更佳的中空玻璃。惰性气体如氩气、氪气和氙气等对热的传导不如空气好,所以,充入中空玻璃后,一般可使节能效果提高10%左右。同时,中空玻璃充入惰性气体后,在冬季提高了玻璃窗内侧的温度,最大限度地减少了玻璃上的冷凝问题。
3.适当增加间隔层厚度
间隔层厚度对中空玻璃的节能效果影响很大。在不考虑对流热传导的情况下,空气的导热系数是基本恒定的,如果间隔层的厚度越大,则传导传热系数越小,中空玻璃的节能效果越好。当然,这也不是绝对的,间隔层增长到一定厚度时,内部气体的对流热传导将会增加,节能效果就不再因间隔层厚度的增长而增加了。在国外发达国家,使用的中空玻璃间隔条为12mm,目前国际上出现使用16mm间隔条的趋势。
4.采用暖边系统
传统的中空玻璃间隔条为金属间隔条,主要是铝条,也有锡片、电镀钢带和不锈钢带。由于金属材料导热性好,容易使中空玻璃在冬季产生边部水气的冷凝,同时也降低了中空玻璃的节能效果。
暖边间隔条是一种能够改善中空玻璃边缘热传导性的间隔条。暖边间隔条主要有:硅酮微孔弹性间隔条、复合胶条、玻璃纤维隔条以及带冷桥的金属隔条等等。其共同特点是比普通金属间隔条的传热系数低。
综上所述,中空玻璃性能的优劣,主要看它是否同时满足节能和密封寿命长的双重特点。只有提高中空玻璃配置、合理选用原材料以及加强对生产工艺过程的控制,才会使我国中空玻璃行业的整体水平不断提高。
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